ナノ多結晶ダイヤモンドと各種遷移金属との間に生じる熱化学反応機構の解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360071
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生産工学・加工学
• 研究機関: 福岡工業大学
• 研究代表者: 仙波 卓弥 福岡工業大学, 工学部, 教授 (30154678)
• 研究分担者: 天本 祥文 福岡工業大学, 工学部, 助教 (00505670) ; 藤山 博一 福岡工業大学, 工学部, 教授 (50148912)
• 研究期間 (年度): 2011-11-18 – 2014-03-31
• キーワード: ナノマイクロ加工 / ナノ多結晶ダイヤモンド / 焼結ダイヤモンド / 遷移金属 / 熱化学反応

研究概要

本研究では，ナノ多結晶ダイヤモンド(NPD)と焼結ダイヤモンド(PCD)製ツルーアとの間に生じる，熱化学反応のメカニズムを解明するための実験的研究を行った．焼結助剤として用いられているCoを遷移金属や高比熱材料で置換したPCD製円板をツルーアに使用し，NPD製ノーズRバイトのすくい面に対して乾式研削を行った．その結果，NPDの表面に生成された熱変質層が，CD製ツルーアの砥石作用面に露出しているダイヤモンド砥粒で除去されるといったメカニズムでNPDから切りくずが除去される場合には，1 nm Rz以下の平坦かつ平滑な研削加工面が得られることが明らかになった．

研究成果

• [雑誌論文] Mechanism of Thermochemical -Mechanical Reactions between Nano-Polycrystalline Diamond and Polycrystalline Diamond Disk Generated under Dry Grinding (2014)
  • 著者名/発表者名: Takuya Semba, Hirokazu Fujiyama, Yoshifumi Amamoto, Hitoshi Sumi ya
  • 雑誌名: Key Engineering Materials(EI ) 巻: (to be published)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hitoshi Sumiya, Forming Technique for Nano-Polycrystalline Diamond Cutting Tool Using Pulsed Fiber Laser (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshifumi Amamoto, Takuya Semba
  • 雑誌名: Key Engineering Materials (EI) 巻: (to be published)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 熱化学反応を利用したナノ多結晶ダイヤモンドに対する乾式研削 (2013)
  • 著者名/発表者名: 仙波卓弥, 天本祥文, 藤山博一, 橋本親弥, 角谷均
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集C編 巻: Vol.79,No.807 ページ: 4513-4523
  • URL: http://www.edmgr.com/trans-jsme/default.asp
  • 査読あり
• [雑誌論文] ナノ多結晶ダイヤモンド製ノーズ R バイトのレーザ成形 (2013)
  • 著者名/発表者名: 仙波卓弥, 天本祥文, 角谷均
  • 雑誌名: NEW DIAMOND 巻: Vol.29,No.4 ページ: 15-16
  • URL: http://jndf.org/index.php/katsudo/kaishi/backnumber/311-kaishi-111.htm
• [雑誌論文] ナノ多結晶ダイヤモンド製ノーズ R バイトに対するレーザ成形技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 天本祥文, 吉田昌史, 仙波卓弥, 角谷均
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集C編 巻: Vol.78,No.794 ページ: 3583-3593
  • 査読あり
• [雑誌論文] ナノ多結晶ダイヤモンドと焼結ダイヤモンド製研削工具との間に生じる熱化学反応のメカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 仙波卓弥, 太田修平, 天本洋文, 藤山博一, 角谷均
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集C編 巻: Vol.77,No.784 ページ: 4704-4717
  • 査読あり
• [雑誌論文] Devel opment of forming technique fornano-polycrystalline diamond cutting tool using pulsed fiber laser (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshifumi AMAMOTO, Masafumi YOSHIDA, Takuya SEMBA and Hitoshi SUMIYA
  • 雑誌名: Proc, of the 6th I nternational Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century(LEM21) 巻: 3347
  • 査読あり
• [学会発表] 熱化学反応を用いたNPD製マイクロ切削工具に対する仕上げ成形技術 (2013)
  • 著者名/発表者名: 橋本親弥, 仙波卓弥, 天本祥文, 藤山博一
  • 学会等名: 2013年度公益社団法人精密工学会九州支部宮崎地方講演会
  • 発表場所: 宮崎大学(宮崎県)
  • 年月日: 2013-12-15
• [学会発表] ナノ多結晶ダイヤモンドに対するパルスファイバーレーザを用いた自由曲面の創成技術 (2013)
  • 著者名/発表者名: 天本祥文, 仙波卓弥, 角谷均
  • 学会等名: 2013年度公益社団法人精密工学会九州支部宮崎地方講演会
  • 発表場所: 宮崎大学(宮崎県)
  • 年月日: 2013-12-15
• [学会発表] ナノ多結晶ダイヤモンド製ノーズ R バイトのレーザ成形 (2013)
  • 著者名/発表者名: 仙波卓弥, 天本祥文, 角谷均
  • 学会等名: 第80回レーザ加工学会講演会
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所(東京都)
  • 年月日: 2013-12-05
• [学会発表] 熱化学反応を用いたナノ多結晶ダイヤモンドに対するナノ表面創成技術 (2013)
  • 著者名/発表者名: 仙波卓弥, 橋本親弥, 天本祥文, 角谷均
  • 学会等名: ABTEC2013砥粒加工学会学術講演会
  • 発表場所: 日本大学理工学部(東京都)
  • 年月日: 2013-08-27
• [学会発表] レーザ成形された NPD 製マイクロボールエンドミルの切削性能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 橋本明典, 天本祥文, 仙波卓弥, 角谷均
  • 学会等名: 日本機械学会九州支部福岡講演会
  • 発表場所: 福岡工業大学(福岡県)
  • 年月日: 2012-09-29
• [学会発表] レーザを用いた NPD 製ノーズRバイトに対する切れ刃鋭利化成形技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 天本祥文, 吉田昌史, 仙波卓弥, 角谷均
  • 学会等名: 2012年度秋季大会学術講演会
  • 発表場所: 九州工業大学(福岡県)
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] 逃げ面が半球状のナノ多結晶ダイヤモンド製マイクロボールエンドミル (2012)
  • 著者名/発表者名: 橋本明典, 天本祥文, 仙波卓弥, 角谷均
  • 学会等名: 2012年度砥粒加工学会学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学(京都府)
  • 年月日: 2012-08-31
• [学会発表] Coを高比熱容量材料で置換した PCD 製円板とナノ多結晶ダイヤモンドとの間に生じる熱化学反応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 仙波卓弥, 天本祥文, 角谷均
  • 学会等名: 2012年度砥粒加工学会学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学(京都府)
  • 年月日: 2012-08-31
• [学会発表] 逃げ面非接触形ナノ多結晶ダイヤモンド製マイクロボールエンドミル (2011)
  • 著者名/発表者名: 橋本明典, 天本祥文, 仙波卓弥, 角谷均
  • 学会等名: 2011年度精密工学会九州支部大分地方講演会
  • 発表場所: 大分大学(大分県)
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] ナノ多結晶ダイヤモンド製切削工具を用いた超硬合金の高速切削 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉田昌史, 天本祥文, 仙波卓弥, 角谷均
  • 学会等名: 2011年度精密工学会九州支部大分地方講演会
  • 発表場所: 大分大学(大分県)
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] ナノ多結晶ダイヤモンドに対する仕上げ成形技術 (2011)
  • 著者名/発表者名: 太田修介, 仙波卓弥, 天本祥文, 角谷均
  • 学会等名: 2011年度精密工学会九州支部大分地方講演会
  • 発表場所: 大分大学(大分県)
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] Next-Generation Microcutting and Microgrinding Tools (2011)
  • 著者名/発表者名: Takuya Semba
  • 学会等名: 4th International Conference of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology (ASPEN2011)
  • 発表場所: Langham Place Hong Kong Hotel( Hong Kong, China)
  • 年月日: 2011-11-16
  • 招待講演
• [学会発表] ナノ多結晶ダイヤモンドと焼結ダイヤモンド製研削工具との間に生じる熱化学反応のメカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 太田修介, 仙波卓弥, 天本祥文, 角谷均
  • 学会等名: 2011年度砥粒加工学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学(愛知県)
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] レーザ粗成形したナノ多結晶ダイヤモンド製切削工具の切削性能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉田 昌史, 天本 祥文, 仙波卓弥, 角谷均
  • 学会等名: 2011年度砥粒加工学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学(愛知県)
  • 年月日: 2011-09-07
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.fit.ac.jp/~senba/
• [産業財産権] ダイヤモンド切削工具及びその製造方法 (2013)
  • 発明者名: 仙波卓弥,山本佳津子,角谷均
  • 権利者名: 住友電気工業株式会社,学校法人福岡工業大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 5426319
  • 取得年月日: 2013-12-06